EL DIODO. CIRCUITOS DE POLARIZACION DIRECTA E INVERSA.
Summary
TLDREl video ofrece una introducción al diodo, un dispositivo electrónico básico compuesto por unión pn, que permite la conducción de corriente en una sola dirección. Se explican sus características, el símbolo y los componentes fundamentales: el ánodo y el cátodo. Se describen los dos circuitos de polarización: directa, donde el diodo conduce, y inversa, donde no lo hace, a excepción de una pequeña corriente de saturación. Se presenta la curva característica del diodo, destacando regiones de polarización y parámetros como la corriente de polarización directa, la tensión de ruptura y la potencia disipada. Finalmente, se ilustra el análisis de los datos característicos en circuitos de polarización directa e inversa, con ejemplos de cálculos de corriente, tensión y potencia.
Takeaways
- 📘 El diodo es un dispositivo electrónico básico fabricado con material semiconductor que permite la conducción de corriente en una sola dirección.
- 🔌 El diodo está conformado por una unión PN y tiene dos terminales: el ánodo (material semiconductor tipo P) y el cátodo (material semiconductor tipo N).
- 🔠 La palabra 'diodo' proviene de 'di' (dos) y 'electrodo', refiriéndose a sus dos terminales.
- 🛤️ Existen dos circuitos básicos de polarización para el diodo: polarización directa y polarización inversa.
- 🔋 En la polarización directa, el diodo conduce corriente y se produce una caída de tensión tanto en el diodo como en la resistencia del circuito.
- 🚫 En la polarización inversa, el diodo se comporta como un circuito abierto y la corriente es prácticamente nula, con una tensión de ruptura que indica el límite de inversa antes de dañarlo.
- 📊 La curva característica del diodo muestra tres regiones: polarización directa, polarización inversa y la tensión de ruptura en la inversa.
- ⚠️ La tensión de ruptura es un parámetro crítico que indica el punto a partir del cual el diodo puede ser dañado por una polarización inversa.
- 🔢 Los parámetros típicos del diodo incluyen la corriente de polarización directa, la tensión de polarización directa (Vf), la tensión de ruptura y la corriente de saturación en la inversa.
- 🔩 El análisis de datos característicos permite calcular la corriente, tensión y potencia en un circuito con un diodo polarizado tanto en forma directa como inversa.
- 🔬 El script también menciona que en futuras entregas se explorarán aplicaciones de diodos en circuitos de corriente continua y alterna.
Q & A
¿Qué es el diodo y qué está fabricado de qué material?
-El diodo es un dispositivo electrónico básico, fabricado de material semiconductor, que permite la conducción de corriente eléctrica en una sola dirección.
¿Cuál es la estructura básica del diodo y cómo se compone?
-El diodo está conformado por una unión PN y tiene dos terminales: el ánodo, de material semiconductor tipo P, y el cátodo, de material semiconductor tipo N.
¿De dónde proviene el nombre 'diodo'?
-El nombre 'diodo' proviene de las palabras 'di', que significa dos, y 'electrodo', ya que consiste en dos electrodos.
¿Cuáles son los dos circuitos básicos de polarización para un diodo y cómo se diferencian?
-Los dos circuitos básicos de polarización son la polarización directa y la polarización inversa. En la polarización directa, el ánodo está conectado a la fuente positiva y el cátodo a la negativa, permitiendo la conducción. En la polarización inversa, el ánodo está conectado a la negativa y el cátodo a la positiva, lo que limita la conducción a una corriente de saturación prácticamente nula.
¿Qué es la corriente de saturación y cómo se relaciona con el diodo polarizado en forma inversa?
-La corriente de saturación es una pequeña corriente que circula a través del diodo cuando está polarizado en forma inversa, y es prácticamente cero, indicando que el diodo no conduce en esta configuración.
¿Cuál es la tensión de ruptura en un diodo polarizado en forma inversa y qué representa?
-La tensión de ruptura es la tensión a partir de la cual un diodo polarizado en forma inversa puede destruirse. Es el punto crítico que define la región de ruptura inversa y evita el funcionamiento posterior del diodo.
¿Qué es la curva característica de un diodo y qué revela?
-La curva característica de un diodo es un gráfico que muestra la relación entre la tensión y la corriente. Revela las regiones de polarización directa, donde la corriente es significativa, y polarización inversa, donde la corriente es prácticamente nula.
¿Cómo se calcula la corriente de polarización directa en un circuito con un diodo y una resistencia?
-Para calcular la corriente de polarización directa, se utiliza la ley de Ohm, donde la corriente es igual a la diferencia de tensión entre la fuente y la caída de tensión en el diodo, dividida por la resistencia.
¿Cómo se determina la potencia disipada por un diodo y por una resistencia en un circuito?
-La potencia disipada por un diodo se determina multiplicando su tensión por su corriente. Para una resistencia, se multiplica la tensión en la resistencia por la corriente que circula a través de ella.
¿Qué ocurre con la corriente y la potencia cuando un diodo está polarizado en forma inversa?
-Cuando un diodo está polarizado en forma inversa, la corriente que circula es prácticamente cero, y por lo tanto, la potencia disipada por el diodo y por cualquier resistencia en serie con él también es cero.
¿Cuáles son algunos parámetros típicos que se definen a partir de la curva característica de un diodo?
-Algunos parámetros típicos incluyen la corriente del diodo en polarización directa, el voltaje en polarización directa (Vf), la tensión de ruptura, la corriente de saturación en polarización inversa y la corriente de circulación máxima del diodo.
Outlines
🔌 Funcionamiento y Características Básicas del Diodo
El primer párrafo explica qué es un diodo y cómo funciona. Se describe como un dispositivo electrónico de dos terminales conformado por una unión PN que solo permite la conducción de corriente en una dirección. El diodo está hecho de material semiconductor y su símbolo y nomenclatura se basan en tener dos electrodos. Se mencionan los componentes fundamentales del diodo: el ánodo (material semiconductor tipo P) y el cátodo (material semiconductor tipo N). Se describen los dos circuitos básicos de polarización: la polarización directa, donde el diodo permite la corriente y produce una caída de tensión, y la polarización inversa, donde el diodo no conduce y la corriente es prácticamente nula. También se introduce la curva característica del diodo, que muestra las regiones de polarización directa e inversa y la tensión de ruptura.
🔍 Parámetros y Cálculos para el Diodo en Polarización Directa
El segundo párrafo se enfoca en los parámetros típicos de un diodo y cómo se calculan. Se definen términos como la corriente del diodo en polarización directa, el voltaje de polarización directa (Vf), la tensión de ruptura (Vbr) y la corriente de saturación en polarización inversa. Se utiliza un ejemplo práctico con un diodo de silicio en un circuito de polarización directa con una fuente de 12 voltios y una resistencia de 100 ohms. Se calcula la corriente que circula a través del diodo y la resistencia, y se determina la potencia disipada tanto en el diodo como en la resistencia. Se resalta que la potencia disipada en el diodo es una medida importante para evitar daños por sobrecalentamiento.
🔄 Análisis de Polarización Inversa y Aplicaciones Futuras del Diodo
El tercer párrafo explora lo que sucede cuando un diodo está polarizado en forma inversa. Se describe cómo, en esta configuración, el diodo no permite la circulación de corriente y actúa como un circuito abierto, lo que resulta en una tensión en el diodo igual a la tensión de la fuente y una potencia disipada de cero watts tanto en el diodo como en la resistencia. Se enfatiza la importancia de entender ambas polarizaciones para prevenir daños en los componentes y se menciona que en futuras entregas se explorarán aplicaciones de diodos en circuitos de corriente continua y alterna.
Mindmap
Keywords
💡Judo
💡Unión PN
💡Circuitos de polarización
💡Ánodo
💡Cátodo
💡Corriente inversa de saturación
💡Curva característica del diodo
💡Tensión de ruptura
💡Potencia disipada
💡Resistencia limitadora
Highlights
El judo es un dispositivo electrónico básico fabricado con material semiconductor.
Un diodo es un dispositivo de dos terminales conformado por una unión PN que conduce corriente en una sola dirección.
El término 'diodo' proviene de 'di', dos, y 'todo', electrodo, indicando dos electrodos.
El símbolo del diodo representa sus dos elementos fundamentales: el ánodo (material semiconductor tipo P) y el cátodo (tipo N).
Existen dos circuitos básicos de polarización para el diodo: directa y inversa.
En polarización directa, el diodo conduce corriente y hay una caída de tensión en la resistencia.
La caída de tensión en el diodo de silicio es de 0.7 volts, mientras que en germanio es de 0.3 volts.
En polarización inversa, el diodo no conduce y la corriente es prácticamente nula, llamada corriente de saturación.
La tensión de ruptura en polarización inversa indica el límite antes de destruir el diodo.
La curva característica del diodo muestra tres regiones: polarización directa, inversa y la región de ruptura inversa.
La corriente de polarización directa y la tensión de ruptura son parámetros importantes del diodo.
La corriente de saturación es la pequeña corriente que circula en polarización inversa, cercana a 0.
La potencia disipada por el diodo y la corriente máxima permitida son parámetros clave para su funcionamiento seguro.
La polarización directa del diodo con un valor de fuente de 12 volts y una resistencia de 100 ohms permite calcular la corriente y la potencia.
La corriente directa se calcula como la diferencia de tensión dividida por la resistencia.
La potencia disipada en el diodo y en la resistencia se calcula multiplicando tensión por corriente.
Al invertir el diodo, la corriente es prácticamente cero y la tensión en el diodo es igual a la tensión de la fuente.
La potencia disipada en el diodo y la resistencia bajo polarización inversa es nula debido a la ausencia de corriente.
Transcripts
00:00el judo es el dispositivo electrónico
00:02más básico que existe y está fabricado
00:05de material semiconductor en este vídeo
00:08hablaremos sobre sus características
00:10básicas así como también el principio de
00:12funcionamiento de los dos circuitos
00:14básicos de polarización de este
00:16dispositivo
00:17como concepto podemos decir que el diodo
00:20es un dispositivo de dos terminales
00:22conformado por una unión pn que conduce
00:26corriente eléctrica en una sola
00:28dirección el término diodos surge de la
00:31composición de las palabras di que
00:33significa dos y todo que significa
00:35electrodo es decir consiste en dos
00:38electrodos de ahí entonces su
00:40denominación el símbolo del diodo es el
00:44siguiente acá vemos sus dos elementos
00:46fundamentales en este lado identificamos
00:49el ánodo que sería el elemento o la zona
00:53de material semiconductor tipo p y de
00:56este lado observamos el cátodo que sería
00:58la zona o región de semiconductor tipo n
01:03acá vemos entonces la representación de
01:06la unión
01:06estableciendo la vinculación entre la
01:09zona p y el ánodo en la zona n y el
01:12cátodo acá vemos la apariencia física de
01:16un diodo en la cual tenemos los dos
01:17terminales y esta banda que indica cuál
01:20es el cátodo
01:22luego entonces tenemos acá todo ya no
01:25existen entonces dos circuitos básicos
01:28de polarización para el diodo acá vemos
01:31el primero en el cual la fuente tiene el
01:34positivo conectado al ánodo y el
01:36negativo conectado al cátodo luego
01:39entonces vemos la polarización que se
01:41forma en el diodo en el cual el positivo
01:44está directamente en el lado del
01:46negativo está en el cátodo es decir
01:48tenemos una unión pn polarizada
01:50directamente en consecuencia el diodo
01:53conduce y circulará una corriente a
01:55través del diodo y a su vez también
01:58circulará por la resistencia produciendo
02:00una caída de tensión también en la
02:02resistencia
02:03este tipo de circuito entonces se llama
02:05circuito de polarización directa
02:08luego entonces diremos que la corriente
02:11por el diodo será mayor que 0 es decir
02:13es una corriente positiva porque hay una
02:16conducción de la unión pn y también
02:18podemos decir que la tensión de la
02:20fuente se distribuye en dos tensiones la
02:22caída de tensión en la resistencia que
02:24será el producto de la corriente por el
02:26valor de esta resistencia más la caída
02:29de tensión en el diodo
02:31esa caída de tensión en la resistencia
02:34podemos decir que sería por ejemplo el
02:36voltaje de la fuente - la tensión en el
02:40diodo en este caso estoy colocando 0.7
02:43volts
02:44cuando hablamos entonces de dios' de
02:45silicio tomamos como referencia 0.7
02:48voltios
02:49si hablamos de dios' de germanio
02:51entonces tomaremos como referencia los
02:540,3 voltios acá vemos entonces el otro
02:57circuito de polarización en este caso el
03:01positivo de la fuente está ahora
03:03conectado al cátodo mientras que el
03:05negativo de la fuente está conectado a
03:07lanús o por lo cual tenemos entonces una
03:10unión pn polarizada en forma inversa que
03:13ensancha su barrera de potencial en este
03:17caso tenderá a circular una pequeña
03:19corriente que prácticamente es cero se
03:22llama corriente inversa de saturación
03:25en este sentido hablamos entonces de un
03:28circuito de polarización inversa en este
03:32circuito de polarización inversa
03:34prácticamente la corriente que circula
03:36es nula es decir el diodo se comporta
03:39como un circuito abierto por lo tanto la
03:43atención en el diodo va a ser la
03:45atención el positivo de la fuente y el
03:48negativo de la fuente ya que no hay una
03:49circulación de corriente en consecuencia
03:52de la tensión en el diodo va a ser igual
03:53a la atención de la fuente
03:56también debemos decir que como no hay
03:58circulación de corriente entonces la
04:00caída de tensión en la resistencia es
04:03igual a 0 volts
04:05veamos ahora la curva característica del
04:08diodo para la curva característica del
04:10diodo se definen estas tres regiones que
04:13aparecen acá en el gráfico
04:16acá en la zona denominada región de
04:19polarización directa tenemos la tensión
04:21en el eje horizontal y la corriente en
04:24el eje vertical la atención tiende a ser
04:27más o menos constante alrededor de 0.7
04:30voltios y la corriente que circula será
04:32una corriente significativa mayor a 0 es
04:35decir una corriente positiva que va a
04:37depender del valor de resistencia
04:39limitadora que tenga el circuito de
04:41polarización directa en relación a la
04:44zona de polarización inversa la
04:46corriente prácticamente es nula es decir
04:49prácticamente cero y va a aparecer una
04:51tensión denominada tensión de ruptura en
04:55polarización inversa entonces la
04:57corriente es prácticamente cero es decir
04:59el diodo no conduce y no hay una tensión
05:02definida sino que la tensión va a
05:04depender de la fuente que esté
05:06alimentando el diodo esta tensión andrés
05:09ruptura establece lo que se denomina
05:11entonces la región de ruptura inversa
05:13que es el punto de tensión a partir del
05:16cual un diodo polarizado inversamente
05:18puede destruirse y así romper
05:21físicamente a la unión
05:23y evitar su funcionamiento posterior
05:27de acuerdo a esta curva característica
05:28entonces definimos algunos parámetros
05:30típicos para el diodo en primer lugar
05:32tenemos la corriente del diodo en la
05:35corriente de polarización directa luego
05:38tenemos el voltaje en polarización
05:39directa identificado como fede acá
05:42tenemos una tensión br en el diodo
05:45denominada tensión de ruptura
05:48luego tenemos una corriente y ese que es
05:51la corriente pequeña de saturación que
05:53circula en politización inversa que
05:55prácticamente se acerca a 0
05:58y a partir de entonces de la atención y
06:00la corriente en el diodo se obtiene la
06:01potencia disipada por el diodo así como
06:04también una corriente de circulación
06:07máxima del diodo que es la corriente
06:08máxima que se puede permitir circular
06:11por el diodo cuando éste esté polarizado
06:14en forma directa sin que produzca un
06:16daño físico en el mismo también tenemos
06:19una potencia máxima es relacionada
06:21entonces con esa potencia que se puede
06:23disipar en el dio sin que se degrade y
06:26que siempre y cuando este polarizado
06:27directamente pues circule una corriente
06:29significativa que produzca esta
06:31disipación de potencia veamos ahora los
06:34circuitos de polarización del diodo a
06:37través de un análisis de los datos
06:39característicos
06:40acá vemos la polarización directa del
06:43diodo ya que la fuente está conecta con
06:45el positivo en el ánodo y el negativo en
06:47el cátodo en este caso supongamos que la
06:51fuente tiene un valor de 12 voltios y la
06:54resistencia un valor de 100 oms
06:56como el diodo está polarizado de forma
06:59directa si es de silicio tendrá una
07:01caída de tensión de 0.7 voltios y
07:04circulará por el circuito una corriente
07:06de polarización identificada como iré
07:09esa misma corriente pasará por el diodo
07:11y pasará por la resistencia ya que estos
07:13dos componentes están conectados en
07:15serie
07:16entonces la tensión en la resistencia
07:19podemos decir que es la tensión en la
07:21fuente - la caída de tensión en el diodo
07:24es decir el voltaje del fuente en este
07:27caso es 12 voltios
07:28- los 0.7 voltios que se caen acá en el
07:31diodo si éste diodos de silicio no
07:33observamos acá en la ecuación al hacer
07:36la operación entonces nos queda que la
07:38atención que llega a la resistencia es
07:40de 11,3 voltios no llegan los 12 voltios
07:42ya que en el diego polarizado en forma
07:44directa se caen 0.7 voltios
07:47luego aplicando la ley de ohm la
07:49corriente directa es voltaje de la
07:52resistencia dividido entre la
07:53resistencia ya que aplicamos la ley de
07:55ohm acá en la resistencia en
07:57consecuencia sustituyendo los valores
07:5911,3 voltios y 100 oms obtenemos que la
08:02corriente que va a circular por este
08:04circuito es de
08:060,113 amperes si multiplicamos por 1000
08:10esta corriente del amper podemos
08:12escribir la corriente de la forma como
08:14se muestra acá y de igual a 113 mil
08:17amperios
08:19con estos valores entonces podemos
08:21calcular la potencia en el diodo
08:23multiplicando su tensión por su
08:24corriente 0.7 voltios la caída de
08:27tensión en el diodo por 113 miliamperios
08:29nos da una potencia de 79,1 mil watts
08:330,7 por 113 serían 79,1 y voltios por
08:381000 jumper nos daría entonces mili
08:41watts ya que bolt y fueran pérez watts y
08:43el mini se mantiene generalmente cuando
08:46trabajamos en el campo la electrónica se
08:47suelen utilizar magnitudes expresadas en
08:50unidades sub múltiplos de valores
08:52pequeños o también se pueden expresar en
08:55magnitudes en múltiplos como es el caso
08:57por ejemplo de las resistencias que son
08:59en algunos casos valores grandes acá
09:02vemos la potencia en la resistencia en
09:04este caso sería la tensión en la
09:06resistencia multiplicado por la misma
09:07corriente del lido recordemos que acá el
09:09diodo y la resistencia están en serie en
09:11consecuencia tendríamos 11,3 voltios
09:14multiplicado por los 113.000 y amper
09:17de esta forma entonces la potencia en la
09:19resistencia será de mil 276 mil watts ya
09:24que volteó por amperios en watts y al
09:26mili y se mantiene pero como es un valor
09:28significativo mil 276 mil watts lo puedo
09:32llevar a watts dividiéndolo entre mil y
09:34en consecuencia podemos decir que la
09:35potencia disipada en esta resistencia es
09:37de 127 watts ahora tenemos el mismo
09:42circuito pero hemos invertido el diodo
09:43en estas condiciones entonces el
09:46positivo está en el ánodo y el negativo
09:48en el cátodo por lo tanto el diodo está
09:50polarizado en forma inversa al
09:52estar en estas condiciones entonces la
09:55corriente que va a tratar de circular
09:57por el circuito prácticamente es cero ya
09:59que el diodo se comporta como un
10:01circuito abierto en estas condiciones
10:03podemos decir entonces que la corriente
10:06que circula por el 'dios prácticamente
10:07cero mil jumper y la atención en la
10:10resistencia al no haber circulación de
10:12corriente pues no se producirá dicha
10:14caída de tensión por lo tanto también el
10:16voltaje en la resistencia es cero
10:17voltios
10:19en el diodo hay tensión ya que al ser un
10:22circuito abierto el positivo de la
10:23fuente llega hasta el ano y el negativo
10:26de la fuente como no hay caída de
10:28tensión en la resistencia llega al cargo
10:30en consecuencia si colocamos un
10:32instrumento de medición en los extremos
10:33del diodo veremos que es la atención en
10:35el diodo es prácticamente la tensión de
10:37la fuente en este caso sería 12 volts
10:40como no hay circulación de corriente la
10:44potencia que disipa el yo prácticamente
10:45es cero watts lo mismo ocurre en la
10:48resistencia no hay circulación de
10:51corriente y por ende entonces la
10:52potencia disipada es de cero watts bien
10:56y de esta forma hemos llegado al final
10:58de este vídeo en otras próximas entregas
11:02veremos algunas aplicaciones de
11:04circuitos con diodos tanto en corriente
11:06continua como en corriente alterna
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